JP2007245901A - Vehicular motion control apparatus - Google Patents

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JP2007245901A JP2006071478A JP2006071478A JP2007245901A JP 2007245901 A JP2007245901 A JP 2007245901A JP 2006071478 A JP2006071478 A JP 2006071478A JP 2006071478 A JP2006071478 A JP 2006071478A JP 2007245901 A JP2007245901 A JP 2007245901A
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Takahiro Ito
貴廣 伊藤
Atsushi Yokoyama
篤 横山
Koji Furuyama
浩司 古山
Masamichi Imamura
政道 今村
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make appropriate the intervention timing of vehicle motion control for assisting the driving operation of a driver in response to a variation of a wheel road surface state such as a road surface friction coefficient. <P>SOLUTION: A wheel road surface state presumption means 23 for presuming a road surface friction coefficient, i.e., the wheel road surface state from self-aligning torque detected by a torque detection means 22 and a presumed motion state amount presumed by a vehicle motion state presumption means 13 based on a previously set tire model is provided. A parameter setting means 26 for changing the cornering power Kf, Kr of the tire, i.e., a parameter relating to a vehicle motion model of the vehicle motion state presumption means 13 according to the presumed road surface friction coefficient; and an intervention threshold value setting means 27 for changing the intervention threshold value of a control intervention determination means 16 according to the road surface friction coefficient are provided. Thereby, the road surface friction coefficient can be accurately presumed even if the vehicle motion state is stable. Further, since the parameter of the vehicle motion model is changed according to the road surface friction coefficient and the control intervention threshold of the vehicle motion is changed, proper control intervention timing can be accomplished. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両運動制御装置に係り、特に、車輪路面状態の変化に対応して運転者の運転操作を支援して車両運動を安定化する車両運動制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle motion control device, and more particularly to a vehicle motion control device that supports a driver's driving operation in response to a change in a wheel road surface state and stabilizes the vehicle motion.

このような車両運動制御装置としては、従来、車両の運動状態をセンサによって検出し、運転者が意図する車両運動を規範車両運動として推測し、車両の横すべりなどにより実際の車両運動が規範車両運動と異なる場合に各車輪のブレーキ等を制御して、車両運動が規範車両運動から逸脱しないようにするものが実用化されている。   As such a vehicle motion control device, conventionally, the motion state of the vehicle is detected by a sensor, the vehicle motion intended by the driver is estimated as the reference vehicle motion, and the actual vehicle motion is determined by the side slip of the vehicle. In the case where the vehicle motion is different from the vehicle motion, the brakes of each wheel are controlled so that the vehicle motion does not deviate from the reference vehicle motion.

ところで、車両は車輪から路面へ力を伝えることにより運動を行うことから、車両運動状態は車輪と路面との接触状態である車輪路面状態に大きく依存する。特に、車両運動への寄与は路面摩擦係数の影響が大きいため、以下では車輪と路面の接触状態を表す量として、路面摩擦係数により説明する。   By the way, since the vehicle moves by transmitting force from the wheel to the road surface, the vehicle movement state greatly depends on the wheel road surface state which is a contact state between the wheel and the road surface. In particular, since the contribution to the vehicle motion is greatly influenced by the road surface friction coefficient, the following description will be made using the road surface friction coefficient as an amount representing the contact state between the wheel and the road surface.

特許文献1には、路面摩擦係数による車両運動状態の違いを考慮した車両運動制御を行う装置が提案されている。この車両運動制御装置によれば、路面摩擦係数を推定し、推定された路面摩擦係数により車両運動制御装置による制御介入の閾値を変更するようにしている。また、路面摩擦係数を推定する手段は、操舵角センサにより検出された操舵角が一定値以上のときに、横加速度センサにより検出された横加速度に基づいて推定するようにしている。   Patent Document 1 proposes an apparatus that performs vehicle motion control in consideration of a difference in vehicle motion state due to a road surface friction coefficient. According to this vehicle motion control device, the road surface friction coefficient is estimated, and the threshold value of the control intervention by the vehicle motion control device is changed based on the estimated road surface friction coefficient. The means for estimating the road surface friction coefficient is estimated based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor when the steering angle detected by the steering angle sensor is equal to or greater than a certain value.

すなわち、車両運動制御装置による理想的な制御介入タイミングは、路面摩擦係数の変化に対応する必要がある。例えば、操作量の小さな変化でも車両運動状態が不安定化しやすい路面摩擦係数が低い場合は、制御介入閾値を低く設定する。一方、多少の変化では車両運動状態が不安定化しない路面摩擦係数が高い場合は、制御介入閾値を高くとることが望ましい。この点、特許文献1に記載の従来例では、横加速度に基づいて路面摩擦係数を推定し、推定した路面摩擦係数を利用して制御介入閾値を設定している点で好ましい。   That is, the ideal control intervention timing by the vehicle motion control device needs to correspond to a change in the road surface friction coefficient. For example, the control intervention threshold is set to be low when the road surface friction coefficient is likely to be unstable even when the operation amount is small. On the other hand, when the road surface friction coefficient is high so that the vehicle motion state does not become unstable with a slight change, it is desirable to increase the control intervention threshold. In this respect, the conventional example described in Patent Document 1 is preferable in that the road surface friction coefficient is estimated based on the lateral acceleration, and the control intervention threshold is set using the estimated road surface friction coefficient.

また、特許文献2には、車輪ごとに操舵制御を行うステア・バイ・ワイヤ車両において、転舵時の車輪転舵軸周りトルクに基づいて路面摩擦係数を推定する方法が記載されている。すなわち、車輪に発生する実際の転舵時の車輪転舵軸周りに生じるトルクと、転舵輪の向きと車両進行方向とのなす角である横すべり角を推定し、推定された横すべり角から基準となる車輪転舵軸周りに生じるトルク(セルフアライニングトルク)を設定する。そして、セルフアライニングトルクと実際の転舵時の車輪転舵軸周りに生じるトルクを比較して車輪のグリップ状態を推定し、各輪のグリップ余裕度に基づいて操舵角と制動力を制御するようにしている。   Patent Document 2 describes a method of estimating a road surface friction coefficient based on a torque around a wheel turning axis at the time of turning in a steer-by-wire vehicle that performs steering control for each wheel. That is, the side slip angle, which is the angle formed by the torque generated around the wheel turning shaft during actual turning and the direction of the steered wheel and the vehicle traveling direction, is estimated, and the reference is determined from the estimated side slip angle. The torque (self-aligning torque) generated around the wheel turning shaft is set. Then, the self-aligning torque is compared with the torque generated around the wheel turning shaft during actual turning to estimate the grip state of the wheel, and the steering angle and braking force are controlled based on the grip margin of each wheel. I am doing so.

特許第3412395号Japanese Patent No. 312395 特開2004−130965号JP 2004-130965 A

ところで、特許文献1に記載のように、横加速度により推定される路面摩擦係数は、車輪の発生可能横力が飽和に近づくような運動状態にならないと精度よく推定することはできない。しかし、横力が飽和した状態になる場合には、車両運動が非線形かつ不安定な状態になりやすく、規範車両運動から逸脱してしまうおそれがある。したがって、横加速度により推定した路面摩擦係数に基づいて制御介入を決定する特許文献1の方法は、制御介入タイミングが遅すぎる場合がある。   By the way, as described in Patent Document 1, the road surface friction coefficient estimated by the lateral acceleration cannot be accurately estimated unless the state in which the lateral force that can be generated by the wheel approaches saturation. However, when the lateral force is saturated, the vehicle motion tends to be nonlinear and unstable, and there is a risk of deviating from the reference vehicle motion. Therefore, in the method of Patent Document 1 in which the control intervention is determined based on the road friction coefficient estimated by the lateral acceleration, the control intervention timing may be too late.

逆に、横力が飽和する前に路面摩擦係数の推定を行うと、そのときの横加速度は増加途中にあることから、正確な路面摩擦係数を推定することができない。例えば、実際よりも低い路面摩擦係数として推定してしまうと、介入閾値もそれに合わせて低く設定されるから、車両運動制御の介入が必要ない運動状態にもかかわらず車両運動制御が介入する場合がある。このような早めの介入は、運転者が運転し辛くなるという問題点がある。そこで、早めの介入を避けるために、横加速度に基づく路面摩擦係数を高めに推定することが考えられる。しかし、路面摩擦係数を高めに推定すると、実際の路面摩擦係数が低い場合に車両運動が不安定となっても、車両運動制御が介入しないことがあり、制御介入タイミングが遅れてしまうという問題がある。   On the other hand, if the road surface friction coefficient is estimated before the lateral force is saturated, the lateral acceleration at that time is in the process of increasing, and therefore an accurate road surface friction coefficient cannot be estimated. For example, if the road friction coefficient is estimated to be lower than the actual one, the intervention threshold value is set to be low accordingly, so that the vehicle motion control may intervene regardless of the motion state that does not require the vehicle motion control intervention. is there. Such early intervention has the problem that it is difficult for the driver to drive. Therefore, in order to avoid early intervention, it is conceivable to estimate the road surface friction coefficient based on the lateral acceleration higher. However, if the road friction coefficient is estimated to be high, the vehicle movement control may not intervene even if the vehicle movement becomes unstable when the actual road friction coefficient is low, and the control intervention timing will be delayed. is there.

また、特許文献1の技術では、実際の車両運動状態を推定するにあたって路面摩擦係数の影響を考慮に入れていないから、車輪路面状態によっては推定される車両運動状態量が実際とは異なることがある。例えば、路面摩擦係数が高い状態を想定して推定した車両運動状態量は、路面摩擦係数が低い場面では実際の車両運動状態量より小さくなることがある。そのため、実際には大きな車両運動状態量が生じていて、車両挙動が不安定化しているにもかかわらず、車両運動状態量が小さい値として推定されるため、車両運動が安定していると判断され、車両運動制御の介入が適正タイミングよりも遅れてしまうという問題点がある。   Further, in the technique of Patent Document 1, since the influence of the road surface friction coefficient is not taken into account in estimating the actual vehicle motion state, the estimated vehicle motion state amount may differ from the actual depending on the wheel road surface state. is there. For example, the vehicle motion state amount estimated on the assumption that the road surface friction coefficient is high may be smaller than the actual vehicle motion state amount in a scene where the road surface friction coefficient is low. Therefore, even though a large amount of vehicle motion state has actually occurred and the vehicle behavior has become unstable, the vehicle motion state amount is estimated as a small value, so it is determined that the vehicle motion is stable. However, there is a problem that the vehicle motion control intervention is delayed from the appropriate timing.

また、上記の介入閾値と運動状態量推定値のどちらか一方を適正化しても、様々な走行条件下において適正なタイミングで車両運動制御介入を行うことはできない。   Further, even if one of the intervention threshold value and the motion state quantity estimated value is optimized, vehicle motion control intervention cannot be performed at an appropriate timing under various driving conditions.

他方、特許文献2に記載の従来技術では、各車輪のグリップ状態を求めなければならないこと、及び各車輪の制御を独立に行って車両運動を制御しなければならないことから、制御が複雑化しまうとともに、センサ及び車両運動制御のアクチュエータが多くなるなどの問題点がある。   On the other hand, in the prior art described in Patent Document 2, since the grip state of each wheel must be obtained and the vehicle motion must be controlled by controlling each wheel independently, the control becomes complicated. In addition, there are problems such as an increase in sensors and actuators for vehicle motion control.

本発明が解決しようとする課題は、路面摩擦係数などの車輪路面状態の変化に対応して運転者の運転操作を支援する車両運動制御の介入タイミングを適正化することにある。   The problem to be solved by the present invention is to optimize the intervention timing of the vehicle motion control that supports the driving operation of the driver in response to a change in the wheel road surface state such as the road surface friction coefficient.

上記の課題を解決するため、本発明は、車両の運動を制御する車両運動制御手段と、運転者による車両運動の操作量と前記車両の運動状態量を検出する検出手段と、前記操作量と前記運転状態量から車両運動モデルに基づいて少なくとも一つの推定運動状態量を推定する車両運動状態量推定手段と、前記操作量と前記運転状態量と前記推定運動状態量から線形モデルに基づいて運転者が意図する前記車両の規範運動状態量を推定する規範運動生成手段と、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差を低減するように前記車両運動制御手段の制御量を設定する車両運動制御量設定手段と、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差が設定された介入閾値を超えたときに前記車両運動制御量設定手段による車両運動制御介入を行う制御介入判断手段とを有する車両運動制御装置を対象とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides vehicle motion control means for controlling the motion of a vehicle, detection means for detecting an operation amount of the vehicle motion and a motion state amount of the vehicle by a driver, and the operation amount. Vehicle motion state amount estimating means for estimating at least one estimated motion state amount from the driving state amount based on a vehicle motion model, and driving based on a linear model from the operation amount, the driving state amount, and the estimated motion state amount The control amount of the vehicle motion control means is reduced so as to reduce the difference between the reference motion generation means for estimating the reference motion state quantity of the vehicle intended by the person and the reference motion state quantity corresponding to the estimated motion state quantity. Vehicle motion by the vehicle motion control amount setting means when a difference between the vehicle motion control amount setting means to be set and the reference motion state quantity corresponding to the estimated motion state quantity exceeds a set intervention threshold Target vehicle motion control device and a control intervention decision means for performing control intervention.

特に、本発明の車両運動制御装置は、車輪転舵軸周りに生じるトルクを検出するトルク検出手段により検出されたトルク及び前記推定運動状態量と前記検出手段により検出された前記運動状態量のいずれか一方から、予め設定されたタイヤモデルに基づいて車輪と路面の状態を推定する車輪路面状態推定手段と、前記車輪路面状態推定手段により推定された車輪路面状態に応じて前記車両運動状態推定手段の車両運動モデルに係るパラメータを変更するパラメータ設定手段と、前記車輪路面状態推定手段により推定された車輪路面状態に応じて前記制御介入判断手段の前記介入閾値を変更する介入閾値設定手段とを設けたことを特徴とする。   In particular, the vehicle motion control device of the present invention includes any one of the torque detected by the torque detection means for detecting the torque generated around the wheel turning shaft, the estimated motion state quantity, and the motion state quantity detected by the detection means. From the other, a wheel road surface state estimating unit that estimates a state of a wheel and a road surface based on a preset tire model, and the vehicle motion state estimating unit according to the wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimating unit Parameter setting means for changing parameters relating to the vehicle motion model, and intervention threshold setting means for changing the intervention threshold of the control intervention determination means according to the wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimation means It is characterized by that.

このような特徴を有することから、本発明によれば、車輪転舵軸周りに生じるトルク(セルフアライニングトルク)を検出し、このセルフアライニングトルクと予め設定された推定運動状態量や検出された運動状態量の値とから、予め設定されたタイヤモデルに基づいて車輪路面状態(例えば、路面摩擦係数)を推定する車輪路面状態推定手段を設けたことから、車両運動状態が安定な間であっても車輪路面状態を高精度で推定することができる。しかも、車輪路面状態によって値が変化する車両運動状態量推定手段の演算モデルのパラメータ(例えば、タイヤのコーナリングパワーKf、Kr)を変更設定していることから、車両運動状態量推定手段により推定される推定運動状態量の精度が向上する。それと同時に、高精度で推定した車輪路面状態に基づいて車両運動の制御介入判断手段の介入閾値を変更していることから、車輪路面状態と推定運動状態量に応じた適正な制御介入タイミングを実現することができる。   Because of such characteristics, according to the present invention, the torque (self-aligning torque) generated around the wheel turning shaft is detected, and this self-aligning torque and a preset estimated motion state quantity are detected. Since the wheel road surface state estimating means for estimating the wheel road surface state (for example, the road surface friction coefficient) based on the preset tire model is provided from the value of the state of motion state, the vehicle motion state is stable. Even if it exists, a wheel road surface state can be estimated with high precision. In addition, since the parameters (for example, tire cornering powers Kf and Kr) of the calculation model of the vehicle motion state quantity estimating means whose value changes depending on the road surface condition are set, it is estimated by the vehicle motion state quantity estimating means. The accuracy of the estimated motion state quantity is improved. At the same time, because the intervention threshold of the vehicle movement control intervention judgment means is changed based on the highly accurate estimated wheel road surface condition, appropriate control intervention timing according to the wheel road surface state and the estimated movement state quantity is realized. can do.

この場合において、前記車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態によっても、前記車両運動制御量設定手段で設定される前記制御量を変化させることができる。   In this case, the control amount set by the vehicle motion control amount setting unit can be changed also by the wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimation unit.

また、前記制御介入判断手段は、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差が設定された介入閾値を超えない場合であっても、現在の運動状態を継続した場合、運転者の意図する運動が実現されないと予測される場合に、前記車両運動制御手段による車両運動制御介入を行うようにすることができる。これによれば、将来の車両運動が規範運動から逸脱することを予測して、車両が安定運動状態にある場合でも介入制御を行うことで、車両運動が不安定化することを未然に防ぐことができる。   In addition, the control intervention determination means, when the current exercise state continues even if the difference between the estimated exercise state amount and the reference exercise state amount does not exceed a set intervention threshold, When it is predicted that the movement intended by the person is not realized, vehicle movement control intervention by the vehicle movement control means can be performed. According to this, by predicting that future vehicle motion will deviate from the normative motion, even if the vehicle is in a stable motion state, it is possible to prevent the vehicle motion from becoming unstable by performing intervention control. Can do.

さらに、前記車輪路面状態推定手段は、前記トルク検出手段により検出されたトルクと前記推定運動状態量や検出された運動状態量から、予め設定されたタイヤモデルに基づいて前記車輪路面状態を推定する第1車輪路面状態推定手段と、前記検出手段により検出された車両の前記運動状態量に基づいて前記車輪路面状態を推定する第2車輪路面状態推定手段とを備えてなり、かつ、操舵の開始から車両運動制御の介入時までは第1車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させ、車両運動制御の介入後から車両運動が安定化されるまでは第2車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させる車輪路面状態選択手段を有して構成することができる。   Further, the wheel road surface state estimating means estimates the wheel road surface state based on a preset tire model from the torque detected by the torque detecting means and the estimated motion state quantity or the detected motion state quantity. A first wheel road surface state estimating unit; and a second wheel road surface state estimating unit that estimates the wheel road surface state based on the motion state quantity of the vehicle detected by the detecting unit, and starting steering. Until the vehicle motion control intervention, the parameters and the intervention threshold are changed according to the wheel road surface state estimated by the first wheel road surface state estimation means until the vehicle motion is stabilized after the vehicle motion control intervention. Has wheel road surface state selecting means for changing the parameter and the intervention threshold according to the wheel road surface state estimated by the second wheel road surface state estimating means. It can be configured.

また、これに代えて、前記車輪路面状態推定手段は、操舵の開始から車両運動制御の介入時までは前記推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させ、車両運動制御の介入後から車両運動が安定化されるまでは前記パラメータと前記介入閾値をそれまでの値に保持させるようにすることができる。   Alternatively, the wheel road surface state estimating means changes the parameter and the intervention threshold according to the estimated wheel road surface state from the start of steering until the vehicle motion control intervention, and performs vehicle motion control. The parameter and the intervention threshold value can be held at the previous values until the vehicle motion is stabilized after the intervention.

上記のいずれの場合においても、前記推定運動状態量は、車両の横すべり角とヨーレイトの少なくとも一方とすることができる。   In any of the above cases, the estimated motion state quantity can be at least one of a vehicle slip angle and a yaw rate.

本発明によれば、路面摩擦係数などの車輪路面状態の変化に対応して運転者の運転操作を支援する車両運動制御の介入タイミングを適正化することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the intervention timing of the vehicle motion control which supports a driver | operator's driving operation corresponding to the change of wheel road surface conditions, such as a road surface friction coefficient, can be optimized.

以下、本発明の車両運動制御装置を実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a vehicle motion control device of the present invention will be described based on embodiments.

図1に、本発明の車両運動制御装置の一実施例の構成図を示す。図1に示すように、本実施例の車両運動制御装置は、運転者が操作する車両の操舵系などの操作量を検出する操作量検出手段11と、車両運動状態量を検出する運動状態量検出手段12と、車両運動状態量推定手段13と、規範車両運動生成手段14と、車両運動制御量設定手段15と、制御介入判断手段16と、車両運動制御手段17と、切り替え手段18と、路面摩擦係数推定手段20と、パラメータ・介入閾値設定手段21とを備えて構成されている。   FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle motion control device of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle motion control apparatus of the present embodiment includes an operation amount detection means 11 that detects an operation amount of a steering system of a vehicle operated by a driver, and an exercise state amount that detects a vehicle motion state amount. Detecting means 12, vehicle motion state quantity estimating means 13, reference vehicle motion generating means 14, vehicle motion control amount setting means 15, control intervention determining means 16, vehicle motion control means 17, switching means 18, A road surface friction coefficient estimating means 20 and a parameter / intervention threshold setting means 21 are provided.

操作量検出手段11は、運転者が操作する操作量(舵角、操舵トルクなど)を検出するセンサを備えて構成されている。運動状態量検出手段12は、車両運動状態量である車速、ヨーレイト(車両の回転角速度)、加速度などを検出するセンサを備えて構成されている。   The operation amount detection unit 11 includes a sensor that detects an operation amount (steering angle, steering torque, etc.) operated by the driver. The motion state quantity detection means 12 includes a sensor that detects a vehicle speed, a yaw rate (rotational angular velocity of the vehicle), acceleration, and the like, which are vehicle motion state quantities.

車両運動状態量推定手段13は、操作量検出手段11により検出された操作量と、運動状態量検出手段12により検出された車両運動状態量に基づいて、運動状態量検出手段12によって直接検出することができない他の車両運動状態量を推定するようになっている。具体的には、車両の運動モデルの演算式を有するオブザーバによって、例えば、車体の進行方向と、車体の向きとなす角である車体の横すべり角βを推定するようになっている。   The vehicle motion state quantity estimation means 13 is directly detected by the motion state quantity detection means 12 based on the operation amount detected by the operation quantity detection means 11 and the vehicle motion state quantity detected by the motion state quantity detection means 12. Other vehicle motion state quantities that cannot be estimated are estimated. Specifically, for example, an observer having an arithmetic expression of a motion model of the vehicle estimates the side slip angle β of the vehicle body, which is an angle between the traveling direction of the vehicle body and the direction of the vehicle body.

規範車両運動生成手段14は、操作量検出手段11により検出された操作量と、運動状態量検出手段12により検出された車両運動状態量と、車両運動状態量推定手段13により推定された車両運動状態量(例えば、横すべり角β)に基づいて、運転者が意図する車両の運動を周知の線形モデルによって予測し、運転者が意図する規範車両運動(例えば、横すべり、ヨーレイトなど)を生成するようになっている。   The normative vehicle motion generation means 14 includes the operation amount detected by the operation amount detection means 11, the vehicle motion state quantity detected by the motion state quantity detection means 12, and the vehicle motion estimated by the vehicle motion state quantity estimation means 13. Based on the state quantity (eg, side slip angle β), the driver's intended vehicle motion is predicted by a well-known linear model to generate the driver's intended reference vehicle motion (eg, side slip, yaw rate, etc.). It has become.

車両運動制御量設定手段15は、車両運動状態量推定手段13により推定された実際の車両運動状態量と、規範車両運動生成手段14から出力される規範車両運動とを比較し、実際の車両運動状態量が規範車両運動に合うように、本実施例による車両運動制御装置が介入する場合の制御量を決定するようになっている。本実施例による車両運動制御装置が介入する場合、車両運動制御量設定手段15の出力は切り替え手段18を介して車両運動制御手段17に出力されるようになっている。車両運動制御手段17は、例えば、ブレーキ力、スロットル開度、シフト(ギヤ比)、操舵力の重み、等の車両運動を制御する手段である。   The vehicle motion control amount setting means 15 compares the actual vehicle motion state quantity estimated by the vehicle motion state quantity estimation means 13 with the reference vehicle motion output from the reference vehicle motion generation means 14, and compares the actual vehicle motion state. The control amount when the vehicle motion control apparatus according to the present embodiment intervenes is determined so that the state amount matches the reference vehicle motion. When the vehicle motion control device according to this embodiment intervenes, the output of the vehicle motion control amount setting means 15 is output to the vehicle motion control means 17 via the switching means 18. The vehicle motion control means 17 is a means for controlling vehicle motion such as braking force, throttle opening, shift (gear ratio), steering force weight, and the like.

一方、切り替え手段18は、制御介入判断手段16によって切り替えられるようになっている。制御介入判断手段16は、本実施例による車両運動制御装置による車両運動制御を介入するか否か、つまり、車両運動制御量設定手段15によって設定された制御量により車両運動制御手段17を制御するか否かを判断するものである。そのために、制御介入判断手段16は、車両運動状態量推定手段13により推定された実際の車両運動状態量と、規範車両運動生成手段14から出力される規範車両運動とを比較し、実際の車両運動状態量が規範車両運動から制御介入閾値を越えて外れたとき、車両運動制御の介入を行うようになっている。要するに、制御介入判断手段16は、車両運動制御が不要な場面で頻繁に介入することを防ぐために、パラメータ・介入閾値設定手段21によって設定される制御介入閾値に従って制御介入判断を行うようになっている。その詳細は後述する。   On the other hand, the switching means 18 is switched by the control intervention judgment means 16. The control intervention judgment means 16 controls the vehicle motion control means 17 by whether or not to intervene vehicle motion control by the vehicle motion control apparatus according to the present embodiment, that is, by the control amount set by the vehicle motion control amount setting means 15. Whether or not. For this purpose, the control intervention determination unit 16 compares the actual vehicle motion state amount estimated by the vehicle motion state amount estimation unit 13 with the reference vehicle motion output from the reference vehicle motion generation unit 14, and compares the actual vehicle motion state amount with the actual vehicle motion state amount. When the motion state quantity deviates from the reference vehicle motion beyond the control intervention threshold, vehicle motion control intervention is performed. In short, the control intervention judgment means 16 makes a control intervention judgment according to the control intervention threshold set by the parameter / intervention threshold setting means 21 in order to prevent frequent intervention in situations where vehicle motion control is unnecessary. Yes. Details thereof will be described later.

路面摩擦係数推定手段20は、本発明に係る車輪路面状態推定手段の一実施例であり、車輪路面状態を表す物理量の一つである路面摩擦係数μを推定するようになっている。ここで、車輪路面状態は路面摩擦係数μに限られるものではなく、車輪と地面との接触面積などの路面摩擦係数μに相関する物理量又は路面摩擦係数μに等価な物理量を用いることができる。   The road surface friction coefficient estimating means 20 is an embodiment of the wheel road surface state estimating means according to the present invention, and estimates the road surface friction coefficient μ which is one of physical quantities representing the wheel road surface state. Here, the wheel road surface state is not limited to the road surface friction coefficient μ, and a physical quantity correlated with the road surface friction coefficient μ such as a contact area between the wheel and the ground or a physical quantity equivalent to the road surface friction coefficient μ can be used.

パラメータ・介入閾値設定手段21は、車輪路面状態推定手段の一実施例であり、パラメータ・介入閾値設定手段21は、路面摩擦係数推定手段20によって推定された路面摩擦係数μに基づいて、車両運動状態量を推定する車両運動状態量推定手段13のオブザーバの演算式に含まれるパラメータを求めるとともに、制御介入閾値を求めるようになっている。そして、求めたパラメータを車両運動状態量推定手段13に設定するとともに、制御介入の判断に必要な制御介入閾値を制御介入判断手段16に設定する。   The parameter / intervention threshold setting means 21 is an embodiment of the wheel road surface state estimating means, and the parameter / intervention threshold setting means 21 is based on the road surface friction coefficient μ estimated by the road surface friction coefficient estimating means 20. The parameters included in the observer's arithmetic expression of the vehicle motion state quantity estimating means 13 for estimating the state quantity are obtained, and the control intervention threshold value is obtained. Then, the obtained parameters are set in the vehicle motion state quantity estimating means 13, and the control intervention threshold necessary for determining the control intervention is set in the control intervention determining means 16.

次に、図2を参照して、本発明の特徴部に係る車輪路面状態推定手段の一実施例である路面摩擦係数推定手段20と、パラメータ・介入閾値設定手段21の詳細構成の一実施例について説明する。図2に示すように、本実施例の路面摩擦係数推定手段20は、第1路面摩擦係数推定手段23と第2路面摩擦係数推定手段24を備えて構成されている。第1路面摩擦係数推定手段23は、セルフアライニングトルク検出手段22により検出されたセルフアライニングトルクTsと、運動状態量検出手段12により検出された運動状態量(車速、ヨーレイト(車両の回転角速度)、加速度など)、あるいは車両運動状態量推定手段13によって推定された車両運転状態量(例えば、横すべり角)に基づいて路面摩擦係数μ1を推定するようになっている。また、第2路面摩擦係数推定手段24は、運転状態量検出手段12により検出された横加速度に基づいて路面摩擦係数μ2を推定するようになっている。   Next, referring to FIG. 2, one embodiment of the detailed configuration of the road surface friction coefficient estimating means 20 and the parameter / intervention threshold setting means 21 as an embodiment of the wheel road surface state estimating means according to the characterizing portion of the present invention. Will be described. As shown in FIG. 2, the road surface friction coefficient estimating means 20 of this embodiment includes a first road surface friction coefficient estimating means 23 and a second road surface friction coefficient estimating means 24. The first road surface friction coefficient estimating means 23 includes the self-aligning torque Ts detected by the self-aligning torque detecting means 22 and the motion state quantity (vehicle speed, yaw rate (vehicle rotational angular velocity) detected by the motion state quantity detecting means 12. ), Acceleration, etc.) or the vehicle driving state quantity estimated by the vehicle motion state quantity estimating means 13 (for example, the side slip angle) is estimated. The second road surface friction coefficient estimating means 24 estimates the road surface friction coefficient μ2 based on the lateral acceleration detected by the driving state quantity detecting means 12.

セルフアライニングトルク検出手段22は、例えば車輪に取り付けられた歪ゲージや圧電素子などで構成された6分力計のようなセンサを用いてセルフアライニングトルクTsを直接検出するようになっている。ここで、セルフアライニングトルクTsとは、特許文献2に記載されているように周知の物理量であり、タイヤ(車輪)の転舵軸周りに生じるトルクであって、タイヤの横すべり角βを減少させる方向に作用するトルクである。また、セルフアライニングトルクTsは、車輪に作用する横力とニューマチックトレールの積として表される。したがって、セルフアライニングトルクTsは、横力に比べて路面摩擦係数の変化に影響する感度が高い。そのため、車両運動が不安定化する前の早い段階で路面摩擦係数を精度よく推定することが可能となる。   The self-aligning torque detecting means 22 directly detects the self-aligning torque Ts using a sensor such as a six-component force meter constituted by, for example, a strain gauge or a piezoelectric element attached to a wheel. . Here, the self-aligning torque Ts is a well-known physical quantity as described in Patent Document 2, and is a torque generated around the turning axis of the tire (wheel), which reduces the side slip angle β of the tire. This is the torque that acts in the direction to be generated. The self-aligning torque Ts is expressed as a product of a lateral force acting on the wheel and a pneumatic trail. Therefore, the self-aligning torque Ts has a higher sensitivity that affects the change in the road surface friction coefficient than the lateral force. Therefore, it is possible to accurately estimate the road surface friction coefficient at an early stage before the vehicle motion becomes unstable.

このことから、本実施例の第1路面摩擦係数推定手段23は、路面摩擦係数とセルフアライニングトルクTsと横すべり角β(例えば、前輪横すべり角βf)との関係を表すタイヤモデルを利用して、路面摩擦係数μ1を推定している。ここで、横すべり角βは、車両運動状態量推定手段13で求めたものを用いる。なお、タイヤモデルは、車輪のリムやトレッドベースに相当する円環の周りに、弾性変形する車輪の周方向に独立した無数の弾性体を配置してモデル化した周知のブラッシュモデルを利用することができる。また、第1路面摩擦係数推定手段23は、例えば、ブラッシュモデルに基づいて演算した路面摩擦係数μ1、セルフアライニングトルクTs、横すべり角βとの関係をマップ化してしたものを適用できる。また、これに代えて、ブラッシュモデルの式を路面摩擦係数μ1について直接解き、セルフアライニングトルクTsと前輪横すべり角βfの式として路面摩擦係数μ1を求めるようにすることができる。   From this, the first road surface friction coefficient estimating means 23 of the present embodiment uses a tire model that represents the relationship between the road surface friction coefficient, the self-aligning torque Ts, and the side slip angle β (for example, the front wheel side slip angle βf). The road surface friction coefficient μ1 is estimated. Here, the side slip angle β is obtained by the vehicle motion state quantity estimating means 13. The tire model should be a well-known brush model that is modeled by arranging an infinite number of independent elastic bodies in the circumferential direction of the elastically deforming wheel around the ring corresponding to the wheel rim or tread base. Can do. For example, the first road surface friction coefficient estimating means 23 can be applied by mapping the relationship among the road surface friction coefficient μ1, the self-aligning torque Ts, and the side slip angle β calculated based on the brush model. Alternatively, the brush model equation can be directly solved with respect to the road surface friction coefficient μ1, and the road surface friction coefficient μ1 can be obtained as an expression of the self-aligning torque Ts and the front wheel side slip angle βf.

ところで、車両運動制御の介入中あるいは介入解除後において、車両運動が不安定と判断された場合は、車両運動が非線形な状態にあることが予想される。このような場合は、車両運動状態量推定手段13により推定する車両運動状態量の精度が保証されなくなる。そのため、第1路面摩擦係数推定手段23において前輪横すべり角βfとセルフアライニングトルクTsにより推定する路面摩擦係数μ1の精度も保証されなくなる。   By the way, when the vehicle motion is determined to be unstable during or after the intervention of the vehicle motion control, it is predicted that the vehicle motion is in a non-linear state. In such a case, the accuracy of the vehicle motion state quantity estimated by the vehicle motion state quantity estimation means 13 cannot be guaranteed. Therefore, the accuracy of the road surface friction coefficient μ1 estimated by the first road surface friction coefficient estimating means 23 based on the front wheel side slip angle βf and the self-aligning torque Ts cannot be guaranteed.

そこで、本実施例では、セルフアライニングトルクによる第1路面摩擦係数推定手段23に加えて、横加速度による第2路面摩擦係数推定手段24を別途設けている。この第2路面摩擦係数推定手段24は、運動状態量検出手段12によって検出された横加速度を取り込んで路面摩擦係数を推定し、推定される路面摩擦係数の極大値を求め、求めた極大値が前回演算時に推定した路面摩擦係数よりも大きくなる場合、高いほうの路面摩擦係数μ2を出力するようになっている。   Therefore, in this embodiment, in addition to the first road friction coefficient estimating means 23 based on the self-aligning torque, a second road friction coefficient estimating means 24 based on the lateral acceleration is separately provided. The second road surface friction coefficient estimating means 24 takes in the lateral acceleration detected by the motion state quantity detecting means 12 to estimate the road surface friction coefficient, obtains a maximum value of the estimated road surface friction coefficient, and the obtained maximum value is When it becomes larger than the road surface friction coefficient estimated at the time of the previous calculation, the higher road surface friction coefficient μ2 is output.

路面摩擦係数選択手段25は、制御介入判断手段16から入力される制御介入判断の信号に基づいて、制御介入時は、路面摩擦係数μ1を路面摩擦係数μ2に切り替えて、パラメータ・介入閾値設定手段21に出力するようなっている。   The road surface friction coefficient selection means 25 switches the road surface friction coefficient μ1 to the road surface friction coefficient μ2 at the time of control intervention based on the control intervention determination signal input from the control intervention determination means 16, and sets parameter / intervention threshold value setting means. 21 is output.

一方、パラメータ・介入閾値設定手段21は、パラメータ設定手段26と介入閾値設定手段27とを備えて構成されている。パラメータ設定手段26は、路面摩擦係数選択手段25から出力される路面摩擦係数μ1又はμ2に従って、車両運動状態量推定手段13で推定する例えば車体横すべり角βの演算式のオブザーバに含まれるパラメータを設定するようになっている。また、介入閾値設定手段27は、制御介入判断手段16の介入閾値λを設定するようになっている。ここで、車体横すべり角βの推定演算に用いるパラメータは、車両モデルの前輪コーナリングパワーKf、後輪コーナリングパワーKrである。コーナリングパワーとは、車輪の単位横すべり角あたりの発生横力を示す値であり、路面摩擦係数によって変化する。   On the other hand, the parameter / intervention threshold setting means 21 includes a parameter setting means 26 and an intervention threshold setting means 27. The parameter setting means 26 sets parameters included in the observer of the arithmetic expression of, for example, the vehicle body slip angle β estimated by the vehicle motion state quantity estimation means 13 according to the road surface friction coefficient μ1 or μ2 output from the road surface friction coefficient selection means 25. It is supposed to be. Further, the intervention threshold setting means 27 is configured to set the intervention threshold λ of the control intervention determination means 16. Here, the parameters used for the calculation of the vehicle body side slip angle β are the front wheel cornering power Kf and the rear wheel cornering power Kr of the vehicle model. The cornering power is a value indicating the generated lateral force per unit side slip angle of the wheel, and changes depending on the road surface friction coefficient.

このように構成される本実施例の詳細な構成について、以下に、動作とともに説明する。本実施例は、基本的に、セルフアライニングトルクTsを用いて第1路面摩擦係数推定手段23によって求めた路面摩擦係数μ1に基づいて、車両運動制御の介入を判断する介入閾値λを設定し、実際の車両運動状態量と規範車両運動との差が介入閾値を越えたときに、車両運動制御量設定手段15により設定された制御量によって車両運動制御を行う介入タイミングを適正に制御するようにしている。   The detailed configuration of the present embodiment configured as described above will be described below together with the operation. In this embodiment, basically, an intervention threshold value λ for determining intervention of vehicle motion control is set based on the road surface friction coefficient μ1 obtained by the first road surface friction coefficient estimating means 23 using the self-aligning torque Ts. When the difference between the actual vehicle motion state quantity and the reference vehicle motion exceeds the intervention threshold, the intervention timing for performing the vehicle motion control is appropriately controlled by the control amount set by the vehicle motion control amount setting means 15. I have to.

図3に示すように、制御介入タイミングを判断する車両運動状態量の介入閾値λの一例として、車両運動状態量推定手段13によって推定された実際の車体横すべり角βや、規範車両運動生成手段13によって生成される規範車体横すべり角との差Δβを用いることができる。図3において、横軸は時間を表し、縦軸は車体横すべり角β又はその差Δβを表している。なお、説明のため、操舵が開始される前には高い路面摩擦係数μの状態にあり、このときの車両運動状態量の推定値を図3の曲線30で示している。また、図3中の曲線31は、実際の車両運動状態量の一例の時間変化を示している。   As shown in FIG. 3, as an example of the vehicle motion state quantity intervention threshold λ for determining the control intervention timing, the actual vehicle body side slip angle β estimated by the vehicle motion state quantity estimation unit 13, the reference vehicle motion generation unit 13, or the like. The difference Δβ from the normative vehicle body side slip angle generated by can be used. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the vehicle body side slip angle β or the difference Δβ. For the sake of explanation, the vehicle has a high road surface friction coefficient μ before steering is started, and the estimated value of the vehicle motion state at this time is shown by a curve 30 in FIG. Further, a curve 31 in FIG. 3 shows a time change of an example of an actual vehicle motion state quantity.

また、図4に、路面摩擦係数μ(μ1、μ2)と車両運動状態量推定手段13内のオブザーバで利用される車両モデルの前後輪コーナリングパワーKf、Krの関係の一例を示す。なお、図4の路面摩擦係数μと前後輪コーナリングパワーKf、Krの関係は、予めマップ化したものを利用することができる。第1路面摩擦係数推定手段23は、図3に示す車両運動が安定状態な間にセルフアライニングトルクTsを利用して路面摩擦係数μ1を推定する。そして、パラメータ設定手段26は、推定された路面摩擦係数μ1に基づいて図4から前後輪コーナリングパワーKf、Krを求めて車両運動状態量推定手段13に設定する。つまり、図4に示すように、路面摩擦係数μが高側では前後輪のコーナリングパワーKf、Krの値を大きく、低側で小さくするように設定する。このことは、路面摩擦係数μが高い場合は横すべり角βの推定値がすぐには大きくならないように、逆に路面摩擦係数μが低い場合には横すべり角βの推定値が大きくなり易いように、前後輪コーナリングパワーKf、Krの値が定められている。   FIG. 4 shows an example of the relationship between the road surface friction coefficient μ (μ1, μ2) and the front and rear wheel cornering powers Kf, Kr of the vehicle model used by the observer in the vehicle motion state estimation means 13. The relationship between the road surface friction coefficient μ and the front and rear wheel cornering powers Kf and Kr in FIG. 4 can be mapped in advance. The first road surface friction coefficient estimating means 23 estimates the road surface friction coefficient μ1 using the self-aligning torque Ts while the vehicle motion shown in FIG. 3 is stable. Then, the parameter setting means 26 obtains the front and rear wheel cornering powers Kf and Kr from FIG. 4 based on the estimated road friction coefficient μ 1 and sets them in the vehicle motion state quantity estimating means 13. That is, as shown in FIG. 4, the values of the cornering powers Kf and Kr of the front and rear wheels are set large when the road surface friction coefficient μ is high, and are set small when the road friction coefficient μ is low. This means that the estimated value of the side slip angle β does not increase immediately when the road surface friction coefficient μ is high, and conversely, the estimated value of the side slip angle β tends to increase when the road surface friction coefficient μ is low. The values of the front and rear wheel cornering powers Kf and Kr are determined.

これによって、車両運動状態量推定手段13によるパラメータ変更前の車両運転状態量の推定値が、図3の曲線30に示すように、曲線31の実際の車両運転状態量とは異なっていた場合、路面摩擦係数μ1に対応したパラメータに変更されると、曲線32に示すように、パラメータ変更後の車両運転状態量の推定値となる。つまり、車両運動状態量推定手段13の推定精度が向上して、曲線31と曲線32が一致又は近似した関係になる。その結果、車両運転状態量の推定誤差による制御介入タイミングのずれを補正することができる。   Thereby, when the estimated value of the vehicle driving state quantity before the parameter change by the vehicle motion state quantity estimating means 13 is different from the actual vehicle driving state quantity of the curve 31, as shown by the curve 30 in FIG. When the parameter is changed to the parameter corresponding to the road surface friction coefficient μ1, as shown by the curve 32, the estimated value of the vehicle operating state quantity after the parameter change is obtained. That is, the estimation accuracy of the vehicle motion state quantity estimation unit 13 is improved, and the curve 31 and the curve 32 are in a relationship that is identical or approximate. As a result, the deviation of the control intervention timing due to the estimation error of the vehicle driving state quantity can be corrected.

一方、制御介入判断手段16の介入閾値λも、同様に路面摩擦係数μに応じて可変設定される。図5に、路面摩擦係数μと介入閾値λの関係を示す。図示のように、路面摩擦係数μが高い側で介入閾値λが大きくなるように、逆に、低い側で小さくなるように設定される。介入閾値λと路面摩擦係数μとの関係は、図4と同様に予めマップ化したものを利用することができる。   On the other hand, the intervention threshold value λ of the control intervention determination means 16 is also variably set according to the road surface friction coefficient μ. FIG. 5 shows the relationship between the road surface friction coefficient μ and the intervention threshold value λ. As shown in the figure, the intervention threshold value λ is set so as to increase on the side where the road surface friction coefficient μ is high, and conversely, is set so as to decrease on the low side. As the relationship between the intervention threshold value λ and the road surface friction coefficient μ, a map mapped in advance as in FIG. 4 can be used.

このように、路面摩擦係数μに応じて介入閾値λを可変設定することにより、図3に示したように、路面摩擦係数μが小さくなると、高μ時の介入閾値33を低μ時の介入閾値34に可変することができる。その結果、図3に示すように、パラメータ変更前の介入タイミングt1に対して、パラメータ変更後の介入タイミングt2が、適正な介入タイミングt0に近づき、制御介入タイミングの遅れを補正することができる。   In this way, by setting the intervention threshold value λ variably according to the road surface friction coefficient μ, as shown in FIG. 3, when the road surface friction coefficient μ becomes small, the intervention threshold value 33 at high μ is set to the intervention value at low μ. The threshold value 34 can be varied. As a result, as shown in FIG. 3, the intervention timing t2 after the parameter change approaches the appropriate intervention timing t0 with respect to the intervention timing t1 before the parameter change, and the delay of the control intervention timing can be corrected.

以上説明したように、パラメータKf、Krと介入閾値λとの2つの設定変更を車両運動制御介入前に行うことにより、様々な車両運動状態で車両運動が不安定化する前に適正なタイミングで車両運動制御を介入させることができる。   As described above, two setting changes of the parameters Kf and Kr and the intervention threshold value λ are performed before the vehicle motion control intervention, so that the vehicle motion becomes stable at various times before the vehicle motion becomes unstable in various vehicle motion states. Vehicle motion control can be intervened.

図6、図7に、図1実施例の車両運動制御装置の処理手順のフローチャートを示す。図6、図7のフローチャートは、車両の走行状態において、周期的に実行される。先ず、ステップS101で、車両運動状態量推定手段13は、車両に取り付けられた操作量検出手段11から、運転者が操作した転舵角δf、操作トルク、等の操作量を読み取るとともに、運動状態量検出手段12から車速、ヨーレイトγ、横加速度ay、等の車両運動状態量を読み取る。次に、ステップS102において、車両運動状態量推定手段13は、取り込んだ転舵角δf、横加速度ay、ヨーレイトγからオブザーバを利用して、車両運動状態量の一つである車体の横すべり角βを推定する。次のステップS103では、図7に示すように、パラメータ・介入閾値設定手段21によって求められた路面摩擦係数μによって、パラメータKf、Krと介入閾値λの設定値が変更され、それぞれ車両運動状態量推定手段13と制御介入判断手段16に出力される。次に、ステップS104で、規範車両運動生成手段14は、操作量検出手段11から転舵角δf、操作トルク、等の操作量を読み取るとともに、運動状態量検出手段12から車速、ヨーレイトγ、横加速度ay、等の車両運動状態量を読み取り、さらに車両運動状態量推定手段13から推定運動状態量(例えば、横すべり角、車輪荷重、ロール角など)を読み込み、車両の線形モデルに従って車両運動状態量の一つである横すべり角βを予測して規範車両運動状態量を生成する。   6 and 7 show flowcharts of processing procedures of the vehicle motion control apparatus of FIG. 1 embodiment. The flowcharts of FIGS. 6 and 7 are periodically executed while the vehicle is running. First, in step S101, the vehicle motion state estimation unit 13 reads the operation amount such as the turning angle δf and the operation torque operated by the driver from the operation amount detection unit 11 attached to the vehicle, and also the motion state. The vehicle motion state quantities such as the vehicle speed, the yaw rate γ, and the lateral acceleration ay are read from the quantity detection means 12. Next, in step S102, the vehicle motion state quantity estimating means 13 uses the observer from the steered angle δf, lateral acceleration ay, and yaw rate γ that has been taken in, and the side slip angle β of the vehicle body, which is one of the vehicle motion state quantities. Is estimated. In the next step S103, as shown in FIG. 7, the set values of the parameters Kf, Kr and the intervention threshold λ are changed by the road surface friction coefficient μ obtained by the parameter / intervention threshold setting means 21, and the vehicle motion state quantities are respectively changed. It is output to the estimation means 13 and the control intervention judgment means 16. Next, in step S104, the reference vehicle motion generation unit 14 reads the operation amount such as the turning angle δf and the operation torque from the operation amount detection unit 11, and the vehicle speed, yaw rate γ, lateral force from the motion state amount detection unit 12. The vehicle motion state quantity such as acceleration ay is read, and the estimated motion state quantity (eg, side slip angle, wheel load, roll angle, etc.) is read from the vehicle motion state quantity estimation means 13, and the vehicle motion state quantity is determined according to the vehicle linear model. The standard vehicle motion state quantity is generated by predicting the side slip angle β which is one of the following.

ここで、車両運動状態量推定手段13は、センサで計測することが困難な現在の推定運動状態量(横すべり角、車輪荷重、ロール角など)をオブザーバにより推定する。また、推定した推定運動状態量を実際の車両の出力と比較することによって、より実際の車両の運動状態量に近い値に修正される。一方、規範車両運動生成手段14の線形モデルは、車両運動の理想的状態あるいは運転者の意図する車両運動状態量(例えば、ヨーレイトの大きさ、横すべり角の大きさ等)を、運転者の操作量あるいはセンサで検出された運動状態量から推定する。規範車両運動生成手段14による推定値と車両運動状態量推定手段13のオブザーバによる推定値との違いは、車両が線形モデルに基づいた理想的な値(線形運動)であり、実際の車両の走行状態によっては異なる値になることである。したがって、規範車両運動生成手段14は、理想的な車両運動状態量を求める際に、車両の運動状態によって変化する量(例えば、車輪荷重等)を車両運動状態量推定手段13から読み込み、車両の線形モデルに反映してモデルを運動状態に応じて修正するようにしている。   Here, the vehicle motion state quantity estimation means 13 estimates the current estimated motion state quantity (side slip angle, wheel load, roll angle, etc.) that is difficult to measure with a sensor, using an observer. Further, by comparing the estimated estimated motion state quantity with the actual vehicle output, it is corrected to a value closer to the actual vehicle motion state quantity. On the other hand, the linear model of the reference vehicle motion generation means 14 is based on the ideal state of vehicle motion or the amount of vehicle motion state intended by the driver (for example, yaw rate, side slip angle, etc.). It is estimated from the amount of movement or the amount of motion detected by the sensor. The difference between the estimated value by the reference vehicle motion generation unit 14 and the estimated value by the observer of the vehicle motion state estimation unit 13 is an ideal value (linear motion) based on a linear model, and the actual vehicle travel Depending on the state, the value will be different. Therefore, when determining the ideal vehicle motion state amount, the reference vehicle motion generation unit 14 reads an amount (for example, wheel load) that changes depending on the vehicle motion state from the vehicle motion state amount estimation unit 13 to obtain the vehicle motion state amount. The model is corrected according to the motion state by reflecting in the linear model.

次に、ステップS105に進み、車両運動制御量設定手段15は、規範車両運動生成手段14で生成された規範車両運動状態量(例えば、横すべり角β)と、車両運動状態量推定手段13で推定された実際の車両運動状態量(例えば、横すべり角β)との誤差(例えば、Δβ)を求め、その誤差を低減させるのに必要な車両運動制御手段17の各アクチュエータの制御量(例えば、ブレーキの制御量)を演算する。次に、ステップS106に進み、制御介入判断手段16は、実際の車両運動状態量と規範車両運動状態量とから、車両運動制御の介入が必要か否かを判断する。つまり、本実施例では、実際の車体横すべり角βと、規範車体横すべり角との差│Δβ│が、可変設定された介入閾値λを超えたか否かにより行う。差│Δβ│>λの場合は、図示していないが「制御介入中」のフラグを立ててステップS107へ進む。ステップS107では、切り替え手段18を投入して車両運動制御量設定手段15の出力である制御量を車両運動制御手段17に供給する。これにより、車両運動制御の介入が実行され、ステップS101へ戻って同様の処理を繰り返す。一方、ステップS106の判断で、差│Δβ│≦λの場合は、図示していないが「制御介入中」のフラグを倒し、車両運動制御の介入は不要として、ステップS101へ戻る。   Next, in step S105, the vehicle motion control amount setting means 15 estimates the reference vehicle motion state quantity (for example, the side slip angle β) generated by the reference vehicle motion generation means 14 and the vehicle motion state quantity estimation means 13. An error (eg, Δβ) with respect to the actual vehicle motion state quantity (eg, side slip angle β) obtained is obtained, and a control amount (eg, brake) of each actuator of the vehicle motion control means 17 necessary to reduce the error is obtained. Control amount). Next, the process proceeds to step S106, and the control intervention determination means 16 determines whether or not the vehicle motion control intervention is necessary from the actual vehicle motion state quantity and the reference vehicle motion state quantity. That is, in the present embodiment, the determination is made based on whether or not the difference | Δβ | between the actual vehicle body side slip angle β and the reference vehicle body side slip angle exceeds the variably set intervention threshold λ. In the case of the difference | Δβ |> λ, although not shown in the figure, the flag “in control intervention” is set and the process proceeds to step S107. In step S <b> 107, the switching means 18 is turned on and the control amount that is the output of the vehicle motion control amount setting means 15 is supplied to the vehicle motion control means 17. Thereby, the intervention of the vehicle motion control is executed, and the process returns to step S101 and the same processing is repeated. On the other hand, if the difference | Δβ | ≦ λ is determined in step S106, although not shown, the “control intervention in progress” flag is turned off, and no intervention of vehicle motion control is required, and the process returns to step S101.

図7に示したフローチャートに沿って、図6のステップS103の路面摩擦係数μによる設定変更の詳細な処理手順を説明する。先ず、ステップS201において、制御介入判断手段16は、操作量検出手段11、運動状態量検出手段12あるいは車両運動状態量推定手段13から出力される転舵角δf、横加速度ay、ヨーレイトγの少なくとも1つに基づいて車両が旋回状態か否かの判定を行う。この判定において、転舵角δf、横加速度ay、ヨーレイトγの各値が、予め設定された設定値よりも低い場合は、車両は直進状態にあると判定される。直進状態のときは、ステップS202に進んで、制御介入判断手段16は、路面摩擦係数選択手段25に制御介入判断の信号を送って、前回推定された路面摩擦係数μ、パラメータKf、Kr、介入閾値λの前回値を現在値として保持させて、図6のステップS104へ戻る。つまり、路面摩擦係数μ、オブザーバのパラメータKf、Kr、介入閾値λの変更は行わない。   A detailed processing procedure for setting change by the road surface friction coefficient μ in step S103 of FIG. 6 will be described along the flowchart shown in FIG. First, in step S201, the control intervention determination unit 16 includes at least the turning angle δf, the lateral acceleration ay, and the yaw rate γ output from the operation amount detection unit 11, the movement state amount detection unit 12, or the vehicle movement state amount estimation unit 13. Based on one, it is determined whether or not the vehicle is turning. In this determination, when each value of the turning angle δf, the lateral acceleration ay, and the yaw rate γ is lower than a preset set value, it is determined that the vehicle is in a straight traveling state. When the vehicle is in the straight traveling state, the process proceeds to step S202, where the control intervention determination unit 16 sends a control intervention determination signal to the road surface friction coefficient selection unit 25, and the previously estimated road surface friction coefficient μ, parameters Kf, Kr, intervention. The previous value of the threshold λ is held as the current value, and the process returns to step S104 in FIG. That is, the road surface friction coefficient μ, the observer parameters Kf and Kr, and the intervention threshold value λ are not changed.

一方、ステップS201の判断で、転舵角δf、横加速度ay、ヨーレイトγの各値が1つでも予め設定された設定値以上である場合は、車両が旋回状態にあるものと判定してステップS203へ進む。ステップS203では、制御介入判断手段16において、実際の車両運動状態量(例えば、横すべり角βあるいはΔβ)が規範運動状態量から逸脱しているか否かに基づいて、安定運動状態か否かを判定する。例えば、「制御介入中」のフラグに基づいて、車両運動制御介入前、又は車両運動制御介入解除後の場合には、規範運動状態量からの実際の車両運動状態量の逸脱量が設定値以下の時に、車両が安定状態にあると判定してステップS204に進む。その逸脱量が設定値を超えたときは不安定運動状態と判定する。   On the other hand, if it is determined in step S201 that any one of the turning angle δf, the lateral acceleration ay, and the yaw rate γ is greater than or equal to a preset value, it is determined that the vehicle is turning. The process proceeds to S203. In step S203, the control intervention determination means 16 determines whether or not the vehicle is in a stable motion state based on whether or not the actual vehicle motion state quantity (for example, the side slip angle β or Δβ) deviates from the reference motion state quantity. To do. For example, based on the “control intervention in progress” flag, when the vehicle motion control intervention is not performed or after the vehicle motion control intervention is canceled, the actual vehicle motion state quantity deviation amount is less than or equal to the set value. At this time, it is determined that the vehicle is in a stable state, and the process proceeds to step S204. When the deviation exceeds a set value, it is determined that the movement is unstable.

ステップS204において、第1路面摩擦係数推定手段23は、セルフアライニングトルク検出手段22からセルフアライニングトルクTsを読み取るとともに、車両運動状態推定手段13で推定した安定運動判定に係る運動状態量(例えば、横すべり角)を取り込み、ステップS205に進んで、前述したように路面摩擦係数μ1を推定する。次に、ステップS208へ進み、パラメータ設定手段26は、推定された路面摩擦係数μ1に基づいて、車両運動状態量推定手段13のオブザーバのパラメータである、前後輪コーナリングパワーKf、Krを図4から求めて設定を変更する。次いで、ステップS209に進み、介入閾値設定手段27は、路面摩擦係数μに対応する介入閾値λを図5から求めて制御介入判断手段16の介入閾値λを可変設定する。   In step S204, the first road surface friction coefficient estimating means 23 reads the self-aligning torque Ts from the self-aligning torque detecting means 22, and also the motion state quantity (for example, the stable motion determination estimated by the vehicle motion state estimating means 13 (for example, , Side slip angle) is taken in, and the process proceeds to step S205 to estimate the road surface friction coefficient μ1 as described above. Next, the process proceeds to step S208, where the parameter setting means 26 calculates the front and rear wheel cornering powers Kf and Kr, which are the parameters of the observer of the vehicle motion state quantity estimation means 13, based on the estimated road surface friction coefficient μ1 from FIG. Change the settings when prompted. Next, in step S209, the intervention threshold setting unit 27 obtains the intervention threshold λ corresponding to the road surface friction coefficient μ from FIG. 5 and variably sets the intervention threshold λ of the control intervention determination unit 16.

一方、ステップS203で、制御介入判断手段16は、車両運動制御介入中又は介入解除後において、実際の車両運動状態量(例えば、横すべり角βあるいはΔβ)が規範運動状態量から逸脱している逸脱量が設定値を超えたときは不安定運動状態と判定する。車両の運転状態が不安定と判断された場合は、路面摩擦係数選択手段25により、介入制御に用いる路面摩擦係数を、第1路面摩擦係数推定手段23で求められた路面摩擦係数μ1に代えて、第2路面摩擦係数推定手段24で求められた路面摩擦係数μ2が選択される。そして、ステップS206、S207へ進み、パラメータ設定手段26は、第2路面摩擦係数推定手段24で求められた路面摩擦係数μ2を用い、車両運動状態量推定手段13のオブザーバのパラメータである前後輪コーナリングパワーKf、Krと、介入閾値λを可変設定する。つまり、ステップS206において、第2路面摩擦係数推定手段24は、運動状態量検出手段12の横加速度センサから出力される横加速度の極大値を読み取り、ステップS207において、現在の路面摩擦係数μaを演算し、前回の処理時に演算した路面摩擦係数推定値μbとを比較し、μa>μbと判断された場合にはμaを路面摩擦係数μとして設定する。   On the other hand, in step S203, the control intervention determination unit 16 determines that the actual vehicle motion state quantity (for example, the side slip angle β or Δβ) deviates from the reference motion state quantity during or after the vehicle motion control intervention. When the amount exceeds the set value, it is determined as an unstable movement state. When it is determined that the driving state of the vehicle is unstable, the road surface friction coefficient selection means 25 replaces the road surface friction coefficient used for intervention control with the road surface friction coefficient μ1 obtained by the first road surface friction coefficient estimation means 23. The road surface friction coefficient μ2 obtained by the second road surface friction coefficient estimating means 24 is selected. Then, the process proceeds to steps S206 and S207, and the parameter setting means 26 uses the road surface friction coefficient μ2 obtained by the second road surface friction coefficient estimation means 24 and uses the front and rear wheel cornering which is an observer parameter of the vehicle motion state quantity estimation means 13. The powers Kf and Kr and the intervention threshold value λ are variably set. That is, in step S206, the second road surface friction coefficient estimating unit 24 reads the maximum value of the lateral acceleration output from the lateral acceleration sensor of the motion state quantity detecting unit 12, and in step S207, calculates the current road surface friction coefficient μa. Then, the road surface friction coefficient estimated value μb calculated at the previous processing is compared, and if it is determined that μa> μb, μa is set as the road surface friction coefficient μ.

このように、車両の安定状態又は不安定状態に応じて、路面摩擦係数の推定方式を切り替えることにより、車両不安定時の誤推定を少なくするようにしている。そして、路面摩擦係数μ2を設定した後は、前述と同様に、ステップS208、S209 において、車両運動状態推定手段13のオブザーバのパラメータであるコーナリングパワーKf、Krと、制御介入判断手段16の介入閾値λを変更設定して、図6のステップS104に戻る。   As described above, the estimation method of the road surface friction coefficient is switched according to the stable state or the unstable state of the vehicle, thereby reducing erroneous estimation when the vehicle is unstable. After the road surface friction coefficient μ2 is set, the cornering powers Kf and Kr that are the parameters of the observer of the vehicle motion state estimation means 13 and the intervention threshold value of the control intervention judgment means 16 are set in steps S208 and S209 as described above. λ is changed and set, and the process returns to step S104 in FIG.

以上に示したように、本実施例においては、車両運動状態が安定な間は、セルフアライニングトルクTsを利用して路面摩擦係数μ1を推定し、その路面摩擦係数μ1に基づいて車両運動状態量推定手段13の演算モデルのパラメータであるコーナリングパワーKf、Krを設定していることから、車両運動状態量の推定値の精度を向上できる。しかも、その推定した路面摩擦係数μ1に基づいて車両運動の制御介入判断手段16の介入閾値λを変更していることから、路面摩擦係数に合わせた適正な制御介入タイミングを実現することができる。   As described above, in this embodiment, while the vehicle motion state is stable, the road surface friction coefficient μ1 is estimated using the self-aligning torque Ts, and the vehicle motion state is based on the road surface friction coefficient μ1. Since the cornering powers Kf and Kr, which are parameters of the calculation model of the quantity estimation means 13, are set, the accuracy of the estimated value of the vehicle motion state quantity can be improved. In addition, since the intervention threshold value λ of the vehicle motion control intervention determination means 16 is changed based on the estimated road friction coefficient μ1, an appropriate control intervention timing in accordance with the road surface friction coefficient can be realized.

上記実施例では、操舵系に取り付けられたセンサによりセルフアライニングトルクTsを直接計測する例を説明したが、本発明のセルフアライニングトルク検出手段22はこれに限られるものではない。例えば、セルフアライニングトルク検出手段22は、タイロッドエンドに取り付けたセンサなどで構成される軸力検出手段によりステアリングコラムの軸線方向力を計測し、その計測値に基づいてセルフアライニングトルクを推定するようにすることができる。   In the above embodiment, the example in which the self-aligning torque Ts is directly measured by the sensor attached to the steering system has been described. However, the self-aligning torque detecting means 22 of the present invention is not limited to this. For example, the self-aligning torque detecting means 22 measures the axial force of the steering column by means of an axial force detecting means constituted by a sensor or the like attached to the tie rod end, and estimates the self-aligning torque based on the measured value. Can be.

また、セルフアライニングトルクTsは、油圧パワーステアリング装置を持つ操舵系で油圧を油圧検出手段により計測し、その油圧検出値に基づいて演算するようにすることができる。   Further, the self-aligning torque Ts can be calculated based on a hydraulic pressure measured by a hydraulic pressure detection means in a steering system having a hydraulic power steering device and based on the detected hydraulic pressure value.

また、セルフアライニングトルクTsは、電動パワーステアリング装置を持つ操舵装置で運転者の操舵トルクとアシストトルクから推定するようにすることができる。   The self-aligning torque Ts can be estimated from the steering torque and assist torque of the driver by a steering device having an electric power steering device.

また、上記実施例では、車両運動制御介入中あるいは介入解除後において、実際の車両運動(例えば、横すべり角βあるいはΔβ)が規範運動から設定値以上ずれたときに、第2路面摩擦係数推定手段24による路面摩擦係数μ2に切り替えるものについて示した。しかし、本発明は、これに代えて、第1路面摩擦係数推定手段23により車両運動制御介入前に推定された路面摩擦係数μ1の値を、車両運動制御介入後であっても変更せずに保持し続けるようにしてもよい。   In the above embodiment, the second road surface friction coefficient estimating means is used when the actual vehicle motion (for example, the side slip angle β or Δβ) deviates from the reference motion by more than a set value during or after the vehicle motion control intervention. 24, the road surface friction coefficient μ2 is shown. However, in the present invention, instead of this, the value of the road surface friction coefficient μ1 estimated before the vehicle motion control intervention by the first road surface friction coefficient estimating means 23 is not changed even after the vehicle motion control intervention. You may make it keep holding.

また、上記の実施例では、路面摩擦係数μを車両運動制御量設定手段15に直接反映しない構成であるが、これに代えて、路面摩擦係数μを車両運動制御量設定手段15へ伝達し、路面摩擦係数μによって制御量を変更する構成としてもよい。例えば、路面摩擦係数μが大きい場合には大きな制動力を得ることが予測されるため、設定されるブレーキ力を大きくする。   In the above-described embodiment, the road surface friction coefficient μ is not directly reflected on the vehicle motion control amount setting means 15. Instead, the road surface friction coefficient μ is transmitted to the vehicle motion control amount setting means 15. The control amount may be changed according to the road surface friction coefficient μ. For example, when the road surface friction coefficient μ is large, it is predicted that a large braking force will be obtained. Therefore, the set braking force is increased.

また、上記の実施例では、車両運動制御の介入タイミングを判断するために参照する状態量として横すべり角Δβを例として取り上げたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、横すべり角Δβに代えて、規範車両運動生成手段14で生成されるヨーレイトと実際のヨーレイトとの差Δγ、あるいは横すべり角β又はヨーレイトγの微分値、あるいはこれらを組み合わせたもの、さらには足し合わせたものなどを利用することができる。   In the above-described embodiment, the side slip angle Δβ is taken as an example of the state quantity referred to in order to determine the vehicle movement control intervention timing, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the side slip angle Δβ, the difference Δγ between the yaw rate generated by the reference vehicle motion generation means 14 and the actual yaw rate, the derivative value of the side slip angle β or the yaw rate γ, or a combination of these, or addition You can use things that match.

図8に、本発明の車両運動制御装置の他の実施例の制御手順のフローチャートを示す。本実施例が、実施例1と相違する点は、図6のステップS106における判定が「介入なし」の場合に、車両運動予測手段(ステップS301〜S303)と、安定時車両運動制御量設定手段(ステップS304〜S305)の処理を行うことにある。   FIG. 8 shows a flowchart of a control procedure of another embodiment of the vehicle motion control device of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in that when the determination in step S106 in FIG. 6 is “no intervention”, vehicle motion prediction means (steps S301 to S303) and stable vehicle motion control amount setting means. The processing of (Steps S304 to S305) is performed.

車両運動予測手段は、操作量検出手段11と運動状態量検出手段12の検出値と、車両運動状態量推定手段13による推定された車両運動状態量から予測される旋回運動が継続される場合に、セルフアライニングトルクTsによる路面摩擦係数μ1の路面上でその旋回運動が実現できるかどうかを予測して判定するものである。一方、安定時車両運動制御量設定手段は、車両運動予測手段による予測の結果が、運転者の意図する旋回運動を実現できない場合に、車両運動が安定な状態にある場合でもスロットル開度制御やブレーキ制御、シフト制御などを行って減速させることで、運転者の意図する旋回運動を達成できるようにするものである。これらの制御量は車両運動制御手段17に出力される。   The vehicle motion prediction means is used when the turning motion predicted from the detected values of the operation amount detection means 11 and the motion state quantity detection means 12 and the vehicle motion state quantity estimated by the vehicle motion state quantity estimation means 13 is continued. Then, it is determined by predicting whether or not the turning motion can be realized on the road surface having the road surface friction coefficient μ1 by the self-aligning torque Ts. On the other hand, the stable vehicle motion control amount setting means is capable of controlling the throttle opening degree even when the vehicle motion is in a stable state when the result of prediction by the vehicle motion prediction means cannot realize the turning motion intended by the driver. The brake control, the shift control, etc. are performed to decelerate the vehicle so that the turning motion intended by the driver can be achieved. These control amounts are output to the vehicle motion control means 17.

本実施例の詳細な処理手順を、図8を参照して説明する。図において、図6のフローチャートと同一の処理ステップには、同一の符号を付けて説明を省略する。本実施例で追加した機能は、ステップS106で車両運動制御を介入させないと判断された後に実行されるステップS301〜S305である。   A detailed processing procedure of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, the same processing steps as those in the flowchart of FIG. The functions added in the present embodiment are steps S301 to S305 that are executed after it is determined in step S106 that the vehicle motion control is not intervened.

ステップS106で車両運動制御の介入なしと判定されると、ステップS301に進み、現時点からt時間後の前後輪の横力を演算により求める。つまり、現在の操作量と運動状態量により運動する車両が、0より大きい時間t後の前輪、後輪に必要な横方向力Ff、Frを、次式(1)により求める。同式において、βfとβrはそれぞれ前輪と後輪の推定横すべり角、βf’とβr’はそれぞれ前輪と後輪の推定横すべり角の微分値である。   If it is determined in step S106 that there is no vehicle motion control intervention, the process proceeds to step S301, and the lateral force of the front and rear wheels t time after the current time is obtained by calculation. That is, the lateral force Ff, Fr required for the front wheels and the rear wheels after a time t greater than 0 by the vehicle moving with the current operation amount and the movement state amount is obtained by the following equation (1). In the equation, βf and βr are estimated side slip angles of the front wheels and the rear wheels, respectively, and βf ′ and βr ′ are differential values of estimated side slip angles of the front wheels and the rear wheels, respectively.

Ff=Kf(βf+βf’t)
Fr=Kf(βr+βr’t) (1)
Ff = Kf (βf + βf′t)
Fr = Kf (βr + βr′t) (1)

次にステップS302に進み、現在推定されている路面摩擦係数μで前輪と後輪で発生可能な最大横方向力FfmaxとFrmaxを、次式(2)で求める。同式において、MfとMrはそれぞれ前輪と後輪の荷重、gは重力加速度である。また、係数κfとκrは、0<κf、κr<=1となる定数である。   In step S302, the maximum lateral forces Ffmax and Frmax that can be generated on the front and rear wheels with the currently estimated road friction coefficient μ are obtained by the following equation (2). In the equation, Mf and Mr are loads on the front and rear wheels, respectively, and g is a gravitational acceleration. The coefficients κf and κr are constants such that 0 <κf and κr <= 1.

Ffmax=κf・μ・Mf・g
Frmax=κr・μ・Mr・g (2)
Ffmax = κf · μ · Mf · g
Frmax = κr · μ · Mr · g (2)

そして、ステップS303で、次式(3)の条件が成立する場合は、現在の運動を継続しても車両運動が安定状態を保つものと判断して、制御は実行せずステップS101へ戻る。   In step S303, if the condition of the following equation (3) is satisfied, it is determined that the vehicle motion remains stable even if the current motion is continued, and the control returns to step S101 without executing the control.

Ff≦Ffmax
かつ
Fr≦Frmax (3)
一方、次式(4)の条件が成立する場合は、現在の運動を継続した場合、目標の旋回が達成できないものと判断してステップS304へ進む。
Ff ≦ Ffmax
And Fr ≦ Frmax (3)
On the other hand, if the condition of the following expression (4) is satisfied, it is determined that the target turn cannot be achieved if the current exercise is continued, and the process proceeds to step S304.

Ff>Ffmax
あるいは
Fr>Frmax (4)
ステップS304は、目標の旋回が達成できるようにするため、目標減速量を生成して、ステップS305で車両運動制御手段17に減速指令を出して減速させる。その後、図6のS104に戻って処理を繰り返す。
Ff> Ffmax
Or Fr> Frmax (4)
In step S304, a target deceleration amount is generated so that the target turning can be achieved, and a deceleration command is issued to the vehicle motion control means 17 in step S305 to decelerate. Thereafter, the process returns to S104 in FIG.

本実施例によれば、車両運動が不安定化する前に、安定な運動が継続できるように制御することが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to perform control so that stable motion can be continued before vehicle motion becomes unstable.

本発明の車両運動制御装置の一実施例のブロック構成図である。It is a block block diagram of one Example of the vehicle motion control apparatus of this invention. 図1の路面摩擦係数推定手段とパラメータ・閾値設定手段の詳細なブロック構成図である。FIG. 2 is a detailed block configuration diagram of a road surface friction coefficient estimating unit and a parameter / threshold setting unit in FIG. 1. 車両運動制御介入タイミング適正化の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of vehicle motion control intervention timing optimization. 路面摩擦係数μに基づいてパラメータKf、Krを設定する一例を示す図である。It is a figure which shows an example which sets the parameters Kf and Kr based on the road surface friction coefficient (micro | micron | mu). 路面摩擦係数μに基づいて介入閾値λを設定する一例を示す図である。It is a figure which shows an example which sets the intervention threshold value (lambda) based on the road surface friction coefficient (micro | micron | mu). 本発明の一実施例の車両運動制御装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the vehicle motion control apparatus of one Example of this invention. 図6のステップS103の詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the detailed process sequence of step S103 of FIG. 本発明の他の実施例の車両運動制御装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the vehicle motion control apparatus of the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 操作量検出手段
12 運動状態量検出手段
13 車両運動状態量推定手段
14 規範車両運動生成手段
15 車両運動制御量設定手段
16 制御介入判断手段
17 車両運動制御手段
18 切り替え手段
20 路面摩擦係数推定手段
21 パラメータ・介入閾値設定手段
22 セルフアライニングトルク検出手段
23 第1路面摩擦係数推定手段
24 第2路面摩擦係数推定手段
25 路面摩擦係数選択手段
26 パラメータ設定手段
27 介入閾値設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Operation amount detection means 12 Motion state quantity detection means 13 Vehicle motion state quantity estimation means 14 Reference vehicle motion generation means 15 Vehicle motion control amount setting means 16 Control intervention judgment means 17 Vehicle motion control means 18 Switching means 20 Road surface friction coefficient estimation means 21 Parameter / intervention threshold setting means 22 Self-aligning torque detection means 23 First road friction coefficient estimation means 24 Second road friction coefficient estimation means 25 Road friction coefficient selection means 26 Parameter setting means 27 Intervention threshold setting means

Claims (6)

車両の運動を制御する車両運動制御手段と、運転者による車両運動の操作量と前記車両の運動状態量を検出する検出手段と、前記操作量と前記運転状態量から車両運動モデルに基づいて少なくとも一つの推定運動状態量を推定する車両運動状態量推定手段と、前記操作量と前記運転状態量と前記推定運動状態量から線形モデルに基づいて運転者が意図する前記車両の規範運動状態量を推定する規範運動生成手段と、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差を低減するように前記車両運動制御手段の制御量を設定する車両運動制御量設定手段と、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差が設定された介入閾値を超えたときに前記車両運動制御量設定手段による車両運動制御介入を行う制御介入判断手段とを有する車両運動制御装置において、
車輪転舵軸周りに生じるトルクを検出するトルク検出手段により検出されたトルク及び前記推定運動状態量と前記検出手段により検出された前記運動状態量のいずれか一方から、予め設定されたタイヤモデルに基づいて車輪と路面の状態を推定する車輪路面状態推定手段と、前記車輪路面状態推定手段により推定された車輪路面状態に応じて前記車両運動状態推定手段の車両運動モデルに係るパラメータを変更するパラメータ設定手段と、前記車輪路面状態推定手段により推定された車輪路面状態に応じて前記制御介入判断手段の前記介入閾値を変更する介入閾値設定手段とを設けたことを特徴とする車両運動制御装置。
Vehicle motion control means for controlling the motion of the vehicle, detection means for detecting the amount of operation of the vehicle motion by the driver and the motion state quantity of the vehicle, and at least based on the vehicle motion model from the operation quantity and the driving state quantity A vehicle motion state amount estimating means for estimating one estimated motion state amount, and a reference motion state amount of the vehicle intended by the driver based on a linear model from the operation amount, the driving state amount, and the estimated motion state amount. Vehicle motion control amount setting means for setting a control amount of the vehicle motion control means so as to reduce a difference between the reference motion generation means to be estimated and the reference motion state quantity corresponding to the estimated motion state quantity; and the estimation Control intervention determination means for performing vehicle motion control intervention by the vehicle motion control amount setting means when a difference from the reference motion state quantity corresponding to the motion state quantity exceeds a set intervention threshold. The vehicle motion control device that,
From the torque detected by the torque detection means for detecting the torque generated around the wheel turning shaft, the estimated motion state quantity, and the motion state quantity detected by the detection means, the tire model is set in advance. A wheel road surface state estimating means for estimating the state of the wheel and the road surface based on, and a parameter for changing a parameter relating to the vehicle motion model of the vehicle motion state estimating means according to the wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimating means A vehicle motion control apparatus comprising: setting means; and intervention threshold setting means for changing the intervention threshold of the control intervention determination means in accordance with a wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimation means.
請求項1に記載の車両運動制御装置において、
前記車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態によって前記車両運動制御量設定手段で設定される前記制御量を変化させることを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle motion control device, wherein the control amount set by the vehicle motion control amount setting means is changed according to the wheel road surface state estimated by the wheel road surface state estimation means.
請求項1に記載の車両運動制御装置において、
前記制御介入判断手段は、前記推定運動状態量に対応する前記規範運動状態量との差が設定された介入閾値を超えない場合であっても、現在の運動状態を継続した場合、運転者の意図する運動が実現されないと予測される場合に、前記車両運動制御手段による車両運動制御介入を行うことを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to claim 1,
The control intervention determination means, when the current exercise state is continued even if the difference between the estimated exercise state amount and the reference exercise state amount does not exceed a set intervention threshold, A vehicle motion control device that performs vehicle motion control intervention by the vehicle motion control means when an intended motion is predicted not to be realized.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両運動制御装置において、
前記車輪路面状態推定手段は、前記トルク検出手段により検出されたトルクと前記推定運動状態量から予め設定されたタイヤモデルに基づいて前記車輪路面状態を推定する第1車輪路面状態推定手段と、前記検出手段により検出された車両の前記運動状態量に基づいて前記車輪路面状態を推定する第2車輪路面状態推定手段とを備えてなり、かつ、操舵の開始から車両運動制御の介入時までは第1車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させ、車両運動制御の介入後から車両運動が安定化されるまでは第2車輪路面状態推定手段により推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させる車輪路面状態選択手段を有することを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 3,
The wheel road surface state estimating means includes first wheel road surface state estimating means for estimating the wheel road surface state based on a tire model set in advance from the torque detected by the torque detecting means and the estimated motion state amount, Second wheel road surface state estimating means for estimating the wheel road surface state based on the amount of motion state of the vehicle detected by the detecting means, and from the start of steering until the intervention of vehicle motion control. The parameter and the intervention threshold are changed according to the wheel road surface state estimated by the one-wheel road surface state estimating unit, and the second wheel road surface state estimating unit estimates until the vehicle motion is stabilized after the vehicle motion control intervention. A vehicle motion control device comprising wheel road surface state selection means for changing the parameter and the intervention threshold according to the wheel road surface state. .
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両運動制御装置において、
前記車輪路面状態推定手段は、操舵の開始から車両運動制御の介入時までは前記推定された前記車輪路面状態により前記パラメータと前記介入閾値を変更させ、車両運動制御の介入後から車両運動が安定化されるまでは前記パラメータと前記介入閾値をそれまでの値に保持させることを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 3,
The wheel road surface state estimating means changes the parameter and the intervention threshold according to the estimated wheel road surface state from the start of steering until the vehicle motion control intervention, and the vehicle motion is stable after the vehicle motion control intervention. The vehicle motion control device is characterized in that the parameter and the intervention threshold value are held at the previous values until it is realized.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の車両運動制御装置において、
前記推定運動状態量は、車両の横すべり角とヨーレイトの少なくとも一方であることを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 5,
The estimated motion state quantity is at least one of a side slip angle and a yaw rate of the vehicle.
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